疲劳是指材料、零件在循环加载下，在某点或某些点产生局部的永久性损伤，并在一定循环次数后形成裂纹、或使裂纹进一步扩展直到完全断裂的现象。

　　在循环加载下，由于物体的最高应力通常产生于表面或近表面区，该区存在的驻留滑移带、晶界和夹杂，发展成为严重的应力集中点并首先形成微观裂纹。此后，裂纹沿着与主应力约成45°角的最大剪应力方向扩展，裂纹长度大致在0.05毫米以内，发展成为宏观裂纹。

　　某些零件是在高于或低于室温下工作，或在腐蚀介质中工作，或受载方式不是拉压和弯曲而是接触滚动等，这些不同的环境因素可使零件产生不同的疲劳破坏。

　　零件在高接触压应力反复作用下产生的疲劳。经多次应力循环后，零件的工作表面局部区域产生小片或小块金属剥落，形成麻点或凹坑。接触疲劳使零件工作时噪声增加、振幅增大、温度升高、磨损加剧，最后导致零件不能正常工作而失效。在滚动轴承、齿轮等零件中常发生这种现象。

　　在高温环境下承受循环应力时所产生的疲劳。高温是指大于熔点1/2以上的温度，此时晶界弱化，有时晶界上产生蠕变空位，因此在考虑疲劳的同时必须考虑高温蠕变的影响。高温下金属的S-N曲线次循环下不出现断裂的最大应力作为高温疲劳极限；载荷频率对高温疲劳极限有明显影响，当频率降低时，高温疲劳极限明显下降。

　　由温度变化引起的热应力循环作用而产生的疲劳。如涡轮机转子、热轧轧辊和热锻模等，常由于热应力的循环变化而产生热疲劳。

　　在腐蚀介质中承受循环应力时所产生的疲劳。如船用螺旋桨、涡轮机叶片、水轮机转轮等，常产生腐蚀疲劳。腐蚀介质在疲劳过程中能促进裂纹的形成和加快裂纹的扩展。其特点有：S-N曲线无水平段；加载频率对腐蚀疲劳的影响很大；金属的腐蚀疲劳强度主要是由腐蚀环境的特性而定；断口表面变色等。

　　低周疲劳试验、高周疲劳试验。失效循环周次大于5X104的称为高周疲劳试验，小于5X104的称为低周疲劳试验。

　　室温疲劳试验、低温疲劳试验、高温疲劳试验、热疲劳试验、腐蚀疲劳试验、接触疲劳试验、微动磨损疲劳试验等。

　　拉压疲劳试验、弯曲疲劳试验、扭转疲劳试验、复合应力疲劳试验。弯曲疲劳试验又可分为旋转弯曲疲劳试验、圆弯曲疲劳试验、平面弯曲疲劳试验;又可分为三点弯曲、四点弯曲、悬臂弯曲疲劳试验。

　　对称疲劳试验，非对称疲劳试验。非对称疲劳试验又可以分为单向、双向加载疲劳试验。单向加载疲劳试验又可以分为脉动疲劳试验、波动疲劳试验。

　　金属材料疲劳试验的常用试验方法：单点疲劳试验、升降试验、高频振动试验、超声疲劳试验、红外热像技术疲劳试验等。

　　适用于在室温、高温或腐蚀性空气中旋转弯曲载荷条件下使用金属构件。在样品数量有限的情况下，该方法可以近似测量疲劳曲线，粗略估计疲劳极限。

　　升降疲劳试验是获得金属材料或结构疲劳极限的一种常用而准确的方法。在常规疲劳试验方法测定疲劳强度的基础上，或在指定寿命的材料或结构的疲劳强度不能通过试验直接测定的情况下，一般采用升降疲劳试验间接测定疲劳强度。主要用于长寿命区材料或结构疲劳强度的随机特性。

　　传统疲劳试验中交变载荷的频率一般低于200Hz，在高频环境下无法准确测量某些零件的疲劳损伤。高频振动试验利用试验设备产生的交变惯性力，具有循环载荷频率约1000Hz的特性，可满足高频、低、高循环条件下服用金属材料的疲劳性能研究。

　　超声疲劳试验是一种加速共振的疲劳试验方法，其试验频率（20kHz）远远超过常规疲劳试验频率（小于200hz）。超声疲劳试验可以在不同的载荷特征、不同的环境和温度下进行，为疲劳研究提供了良好的手段。超声疲劳试验一般用于超高周疲劳试验，主要用于109周以上的周疲劳试验。当高周疲劳时，材料主要表现为宏观弹性，因此应力、应变等参数的弹性关系处理用于破坏结构关系，而不涉及微塑性。

　　为了缩短测试时间，降低测试成本，能量方法已成为疲劳测试研究的重要方法之一。金属材料的疲劳是一个能量消耗的过程，而温度变化是研究疲劳过程中能量消耗的一个非常重要的参数。红外热图像技术是一种波长转换技术，即将目标的热辐射转化为可见光，利用目标本身各部分的热辐射差异获得二维可视图像，利用计算机图像处理技术和红外温度测量校准技术，实现对物体表面温度场分布的显示、分析和准确测量。试验中使用的材料通常是表面镀锌的。为了提高金属表面的比辐射率，试验时通常在样品表面涂上一层薄薄的红外透射涂料。